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摘要：城市地下管线是城市基础设施建设的一个关键内容，它是许多地下能源的运输载体，为城市的发展创造了良好的条件。地下管线探测可以说主要是由应用地球物理完成地下管线的探查、地形测绘负责地下管线的测量、计算机应用负责这完成地下管线的数据存储和数据处理。地下管线探测需要规划、城建、±地、测绘、水电煤气等管理部口和管线产权的多家单位共同参与，是多个专业通力合作的整体项目。近年来，由于城市发展进程的加快，现代城市政规划部口和管理部口需要全面开展地下管线探查，全面的分析当前城市地下管线的发展情况，建设地下管网王维可视化，从而推动城市地下管线数据库系统的建设，完成对城市地下管线的实时监控，避免无休止的管线开挖建设，并Ｗ此应对防灾、减灾和应付突发事故的需要。
关键词：地下管线探查；系统建设；质量控制
一、地下管网管理现状及问题
地下管网系统是一个非常庞大的城市系统，各种管道在地下纵横交错，Ｗ网状分布，其连接关系极为复杂，并且每个类型的管线都有其独特的连接方式，管网的数据信息量非常大。随着技术的发展，地下管线管理也从纸质管理过渡到了电子化管理。面对大量复杂的地下管线数据，需要采用新的计算机技术建立一个城市地下管线信息系统Ｗ应对在城市规划、设计、施工等管理工作的要求。从管线信息管理的层面来说，基于ＧＩＳ地下管线信息系统，使管网信息的存储、管理与分析更加方便。国内外很多生产和科研部口都结合ＧＩＳ技术对管网信息的管理进行了研究。国外在地下管线的研究与应用方面起步较早，并积累了丰富的经验。
当前全球大部分国家都采用ＧＩＳ技术Ｗ及仿真技术等来构建数学模型，从而进行管线的数据化分析。国外也有许多立体的ＧＩＳ体系，比如ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ、Ｓｋｙｌｉｎｅ、ＶｉｒｔｕａｌＥａｒｔｈ、ＡｒｃＧｌｏｂｅ、ＥＶ－Ｇｌｏｂｅ等，因为此种系统包含多项参数，具有一些独特的优势，但是其中也有许多需要完善的地方。
二、三维地下可视化智能信息系统分析
2.1 系统总体框架
三维地下管网信息管理系统的总体结构为分层式结构，其数据层为地上建筑物模型、地下管网模型库、管线专题数据以及基础地理信息数据，三维可视化和空间分析的开发平台为ARCGIS。通过对该市地下管线管理的发展趋势以及地下管网的应用需求进行综合考虑，并有效结合三维地理信息系统开发平台，采用 B/S 和 C/S 混合的体系结构进行三维地下管网管理系统的开发，使该系统不仅可以满足城市地下管网管理和应用的需求，还可以实现管网数据发布、共享和维护。
2.2 软件环境与支撑平台
地下管线三维可视化智能信息系统的二维与三维显示技术由 ARCGIS软件平台提供，并通过应用 C++ 面向对象编程技术、Oracle 关系型数据库技术、Geodatabase 空间数据库管理技术以及针对网络分析的几何网络模型等，为城市地下综合管线管理提供二维、三维交互式操作体验，使地下管线能够直观、清晰地展现在使用者面前，从而有效提高地下管线的管理效率以及城市整体规划的效率。
2.3 数据层
按照数据类型，城市地下管线三维场景数据可划分成栅格数据、矢量数据2 大类。其中，栅格数据主要包括 DEM（数字高程模型）和 DOM（文档对象模型），其中的三维模型数据包括地上建筑模型和地下管线模型；矢量数据主要是点、线、面类型的数据。三维场景数据的组织结构主要包括数据集、工作空间、要素类、记录行。其中，要素类是数据组织的最小单位，在三维场景中，要素三维管线信息数据可以作为图层，按照数据组织结构进行可视化显示。
2.3.1 栅格数据结构
栅格数据结构的基础是格网模型或者栅格数据模型，其表达形式较为简单，主要通过相邻、连续、规则分布的栅格单元或像元表达空间对象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在城市地下管线测绘中，栅格数据主要来源于高分辨率航测影像、卫星影像以及数字产品，栅格数据通过加工后，可以作为城市管线的基础底图。
2.3.2 矢量数据结构
矢量数据结构是通过对实体坐标及其关系进行记录，精确表现点、线、多边形等地理实体，是一种数据组织方式，并以几何空间坐标为基础，记录取样点坐标，可以对任意位置、长度以及面积进行精确定义。这种数据组织方式具有数据精度高、数据存储的冗余度低、便于进行地理实体的网络分析等优点，能较好地模拟地理实体的空间分布特征。城市管线中的矢量数据主要由管线特征点、管线地面井位与管线线位等数据组成，其中管线的关节节点为井位与管线特征点，通过关节节点之间的链接，可以表示管线线位，通过实测管线埋深与关节节点空间坐标，确定管线线位空间位置，并以矢量线数据表示。
2.4 平台层
平台层的功能模块包括平台工具以及三维基础地理信息平台。通过从数据层获取相关数据，并对其进行编译处理以及自动化建模实现数据的显示、搜索和分析功能，还可以实现管线的发布与更新，更新重新铺设的管线数据，从而实现数据库的实时更新，使管网数据的实时性得到提高。
2.5 服务层与用户层
服务层可以划分成管线综合管理子系统、管线共享平台和管线共享应用子系统，向用户提供管线数据的应用、管理、共享、维护和安全保护等方面的支持。服务层采用B/S和C/S相结合的架构，其中，B/S 供相关政府部门和各权属单位使用，C/S 供内网用户使用。
2.6 地下管线三维可视化子系统总体框架
地下管线三维可视化子模块系统主要使用数据库子模块提供的控制信息以及数据，从而实现地下管线数据的交互式查询、数据动态表达、节点信息可视化、空间分析及可视化、多媒体显示等功能。可视化查询子系统结合数据库管理子系统，可以及时反映城市地下管线的信息动态，从而实现地下管线数据的可视化查询，并将信息及时、直观的传递给用户。
三、系统数据质量描述
在城市三维建模中，ＧＩＳ空间数据类型多种多样，评价ＧＩＳ空间数据质量的质量
元素很多，在城市三维可视化建设当中可以概括为三大类：矢量数据、影像数据、数字高程模型。分析研究并建设统一的空间数据质量模型，以此为前提，完成上面所说的三大类型的质量测评。质量的影响主要可以分为三个方面：数字正射影像质量模型（ＤＯＭ），数字线划图质量模型（ＤＬＧ），数字高程模型质量模型（ＤＥＭ）。以建立空间数据质量模型为目的，需将空间数据质量各种要素进行分类整理，而其分类结果根据分类方法的不同也是不同的。因为地理现象＂Ｖｅｒｅｇｉｎ＂的描述，要依靠空间、时间、专题要素进行，＂Ｖｅｒｅｇｉｎ＂送一现象将ＧＩＳ空间数据质量所涉及的问题大致分为空间维、时间维、专题维三类，而每一维的质量元素又是不同的，如；精度，涵盖了空间、时间和语义精度三种；精确度或者说分辨率，则分为空间分辨率、时间分辨率、语义分辨率；而一致性则可以分为拓扑一致性、语义一致性和时间一致性。完整性以数据完整和模型完整两大类为主，数据完整指的是能够测量的数据库和标准之间的遗漏误差；而模型完整则是指在特定的数据库系统中，用到的数据库标准和抽象空间间的一致程度，模型完整性是依靠应用而进行的，所以可以看作是适应性的体现。
结束语
地下管线三维可视化建设中，管线数据建库尤其重要，数据建库的建设标准和检查是重中之重，在文中也论述了其中质量控制要点。在三维系统开发中也容易忽略了城市三维景观空间数据的质量控制，通常认为做的逼真就可以。作者在此基础上有针对性地提出了ＤＬＧ、ＤＥＭ、ＤＯＭ等空间数据质量控制方法，以确保整个项目的质量体系。
参考文献：
［1］北京市测绘设计研究院．城市地下管线探测技术规程．北京：中国建筑工业出版社.2013.［2］赵涛．项目质量管理［Ｍ］．北京．中国纺织出版社，2015.06
［3］区福邦．城市地下管线普查技术研究与应用［Ｍ］．南京．东南大学出版社，2010.
［4］刘港．浅谈城市地下管线的测量精度及方法［Ｊ］．地理空间信息，2017.04．
论文作者:谭伟巨
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第4期
论文发表时间:2019/9/20
标签：管线论文; 数据论文; 地下论文; 城市论文; 管网论文; 模型论文; 空间论文; 《建筑细部》2019年第4期论文;